理论教育 排队系统组成与特征-来自《运筹学》的研究成果

排队系统组成与特征-来自《运筹学》的研究成果

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:实际的排队系统千差万别,一般的排队系统分为三个基本组成部分:输入过程、排队规则和服务机构。为了对排队系统有深入的了解,有必要按照排队系统的几个组成对其主要特征加以说明。实际的输入过程是多种多样的,在本教材中只讨论两种概率分布的输入:指数分布和k阶爱尔朗分布。

排队系统组成与特征-来自《运筹学》的研究成果

实际的排队系统千差万别,一般的排队系统分为三个基本组成部分:输入过程、排队规则和服务机构。为了对排队系统有深入的了解,有必要按照排队系统的几个组成对其主要特征加以说明。

1.输入过程

输入指顾客到达排队系统,输入过程是指顾客以什么样的形态到达排队系统。输入和输入过程的特征主要有:

(1)顾客或来自有限的总体(顾客源),或来自无限的总体(顾客源)。

(2)顾客的到达或者独立于其他任何因素,或者和某些因素(如系统的队列长度、运行时间等)有关。

(3)顾客或单个到达,或成批到达。

(4)顾客的到达无相互干扰性,即顾客的到达是相互独立的,也就是说,以前的到达状态对以后的顾客到达没有关联性

(5)顾客到达的时间间隔可以是确定的,也可以是随机的。

(6)输入过程的最基本特征是,顾客到达的时间间隔要么服从这种概率分布,要么服从那种概率分布,总之,顾客到达的时间间隔一定服从某一种概率分布。

实际的输入过程是多种多样的,在本教材中只讨论两种概率分布的输入:指数分布(用M表示)和k阶爱尔朗分布(用Ek表示)。

2.排队规则

排队规则是指服务员按什么样的顺序为排队的顾客服务。排队规则的特征主要有:

(1)顾客到达时,如果不能立刻得到服务,顾客可以随即离开,也可以排队等待。

(2)排队的队列可以是单列,也可以是多列。

(3)队列所占有的空间可以是有形的具体处所,也可以是无形的抽象空间。

一般的排队规则有:

(1)先到先服务,用FCFS表示。

(2)后到先服务,用LCFS表示。

(3)随机服务,即选取等待队列中任意一个顾客进行服务,用SIRO表示。(www.daowen.com)

(4)优先服务,即对有较高优先权的顾客提前服务,用PR表示。

在后面的章节中会知道,一般而言,采用不同的排队规则,并不影响排队系统的一些主要描述指标,如系统平均顾客数、顾客在系统的平均停留时间等,但是会对顾客停留时间的方差有影响,先到先服务原则将使这个方差达到最小。另外,针对优先服务的情况,有不同优先权的顾客,在系统中的平均停留时间是有差别的。

3.服务机构

从机构的形式及服务的情况来看,服务机构的特征主要有:

(1)服务员数目。

(2)有多个服务员时,服务员是串联服务还是并联服务,或者是混合服务。

(3)服务员对单个顾客进行服务,还是对成批顾客进行服务。

(4)服务员的服务时间可以是确定的,也可以是随机的。

(5)服务时间一定服从某一种概率分布。

在以上的特征中,最主要的是服务员的数目和服务时间的分布。

排队模型所涉及的服务时间是多种多样的,在本教材中只讨论以下服务时间的分布:

(1)定长分布,用D表示。

(2)指数分布,用M表示。

(3)k阶爱尔朗分布,用Ek表示。

(4)一般分布,用G表示。

特别提示

针对顾客的到达时间间隔以及服务员的服务时间,如果二者都是固定的,则不属于排队论范畴,在排队论的研究中,二者至少应该有一个是随机的。

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